關(guān)于北京地區(qū)建筑抗浮設(shè)防水位評(píng)價(jià)的探討

劉貴春

（中材地質(zhì)工程勘查研究院有限公司，北京 100102）

1 抗浮設(shè)防水位相關(guān)規(guī)范要求

隨著我國建筑業(yè)的快速發(fā)展，我國建筑物高度越來越大，地下結(jié)構(gòu)的深度也越來越深，抗浮設(shè)防水位所涉及的工程費(fèi)用和潛在風(fēng)險(xiǎn)引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，如何安全、合理地進(jìn)行建筑抗浮設(shè)防水位評(píng)價(jià)在勘察報(bào)告中顯得尤其突出。

根據(jù)《房屋建筑和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程勘察文件編制深度規(guī)定》（2010 年版）相關(guān)規(guī)定，當(dāng)?shù)乇硭偷叵滤畬?duì)工程建設(shè)存在抗浮問題時(shí)應(yīng)進(jìn)行抗浮評(píng)價(jià)，而地下工程的防水設(shè)計(jì)，已在GB 50108—2008《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定，不屬于工程勘察的內(nèi)容【1】。另外，根據(jù)北京市勘察設(shè)計(jì)管理處、北京市建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量監(jiān)督總站《關(guān)于加強(qiáng)建（構(gòu)）筑物設(shè)防水位技術(shù)處理的通知》（97 京勘設(shè)管字第13號(hào)）規(guī)定，“勘察單位在勘察報(bào)告中要按照規(guī)范要求提供場(chǎng)區(qū)歷年最高地下水位和近3～5a 最高地下水位，設(shè)計(jì)單位要根據(jù)勘察資料，針對(duì)工程情況，合理確定建筑防水和結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)防水位”。

綜上所述，依據(jù)規(guī)范和相關(guān)規(guī)定，勘察單位應(yīng)根據(jù)地下水對(duì)建筑的影響對(duì)地下水進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出建筑抗浮設(shè)防水位建議值，最終抗浮設(shè)防水位應(yīng)由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行綜合確定。

2 抗浮設(shè)防水位相關(guān)影響因素

建筑抗浮設(shè)防水位不僅關(guān)系到建筑安全性，也關(guān)系到工程建設(shè)投資，所以，抗浮設(shè)防水位既是一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，也是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，因此，確定抗浮設(shè)防水位除應(yīng)考慮技術(shù)因素，也應(yīng)兼顧相應(yīng)地區(qū)的安全要求和經(jīng)濟(jì)水平。

建筑抗浮設(shè)防水位的確定，不僅與建筑本身基礎(chǔ)埋深、建筑荷載有關(guān)，也與建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件有關(guān)，更取決于建筑整個(gè)運(yùn)營期間內(nèi)地下水位的變化趨勢(shì)，而后者又受人為作用和政府水資源政策控制。其確定影響因素主要體現(xiàn)在以下4 個(gè)方面。

2.1 建筑因素

建筑工程項(xiàng)目建設(shè)有其必要性，根據(jù)建筑物的重要性、已確定的建筑設(shè)計(jì)條件、建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)條件和設(shè)計(jì)人員素質(zhì)等因素，設(shè)計(jì)人員采用的抗浮設(shè)計(jì)方案也會(huì)不同，如坡前建筑可采用的排水盲溝、主動(dòng)降水設(shè)計(jì)采用的降水井、抗浮配重、抗浮構(gòu)件等措施都導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)投入和抗浮效果的巨大差異，均有其不確定性。

2.2 建筑場(chǎng)區(qū)地質(zhì)條件因素

勘察期間，巖土工程師可以根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)踏勘掌握相關(guān)區(qū)域地形地貌特征，但這些條件都可能因人為因素受到影響；勘察期間地下水水位受地層變化、勘察施工水平、季節(jié)變化、補(bǔ)給條件變化的不確定性導(dǎo)致地下水位數(shù)據(jù)不同；在長(zhǎng)期地下水監(jiān)測(cè)部門可以查詢場(chǎng)區(qū)近3～5a 最高地下水位、歷年（1959 年以來）最高地下水位，但建筑場(chǎng)地與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間往往有一定的距離，受工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件等因素影響，數(shù)據(jù)難以精確確定【2】。

2.3 地下水、地表水動(dòng)態(tài)變化因素

從施工期到建筑全壽命使用期是一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間段，很多高層建筑的壽命有可能超過百年，自然界的環(huán)境變化影響，導(dǎo)致地表水、地下水位的動(dòng)態(tài)變化難以把握，均為不可確定因素，如水庫放水、地下水開采、南水北調(diào)的影響。

2.4 工程相關(guān)人員的專業(yè)技能因素

每個(gè)巖土工程師專業(yè)素質(zhì)的差異，工程經(jīng)驗(yàn)是否豐富，考慮處理問題的能力不同也是不確定因素。

3 勘察期間抗浮設(shè)防水位確定方法

根據(jù)抗浮設(shè)防水位確定的影響因素可知，抗浮設(shè)防水位難以提供精確的設(shè)計(jì)依據(jù)，其對(duì)工程安全的影響又較為明顯，作為勘察單位，抗浮設(shè)防水位建議又是勘察報(bào)告強(qiáng)審中一個(gè)跨不過去的節(jié)點(diǎn)【3】。筆者根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，結(jié)合多年來在北京地區(qū)的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)提出抗浮設(shè)防水位確定方法，供巖土工程師參考。

確定抗浮設(shè)防水位前，應(yīng)進(jìn)行如下工作：

1）應(yīng)精準(zhǔn)了解建筑用途，明確建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件，初步判斷抗浮設(shè)計(jì)的必要性。

2）應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)踏勘查清工程場(chǎng)區(qū)區(qū)域地形地貌特征。

3）應(yīng)準(zhǔn)確查明工程場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及地下水、地表水動(dòng)態(tài)變化特征。

4）應(yīng)準(zhǔn)確提供勘察期間地下水位、近3～5a 最高地下水位、歷年最高地下水位，若無近3～5a 最高地下水位、歷年最高地下水位資料，可向本地區(qū)有地下水位長(zhǎng)期觀測(cè)資料的單位查詢。

5）預(yù)測(cè)特殊條件下地下水動(dòng)態(tài)變化特征，如南水北調(diào)、水庫調(diào)蓄放水、地下水位開采變化等。

掌握以上資料后，充分考慮工程的安全性、適度投入的經(jīng)濟(jì)性來進(jìn)行綜合分析。通常情況下，勘察期間抗浮設(shè)防水位建議值可以通過以下計(jì)算公式確定：

抗浮設(shè)防水位建議值=（近3～5a 最高地下水位+歷年最高地下水位）/2+調(diào)整動(dòng)態(tài)水位差值

該建議值應(yīng)滿足以下條件：

1）抗浮設(shè)防水位通常應(yīng)不低于勘察期間地下水位；

2）抗浮設(shè)防水位通常應(yīng)不低于近3～5a 最高地下水位；

3）抗浮設(shè)防水位通常應(yīng)不高于歷年最高地下水位；

4）抗浮設(shè)防水位通常應(yīng)不高于自然地坪；

5）抗浮設(shè)防水位通常應(yīng)不高于地下室頂標(biāo)高；

6）抗浮設(shè)防水位通常應(yīng)不高于與場(chǎng)區(qū)地下水有水力聯(lián)系的附近地表水歷年最高洪水位。

4 工程實(shí)例

后沙峪羅馬環(huán)島附近某工程項(xiàng)目，場(chǎng)地勘察期間地下水位標(biāo)高24.00~25.20m；近3～5a 最高地下水位26.30m；歷年最高地下水位接近自然地表，標(biāo)高27.00m 左右；吉祥橋記錄洪水位約26.50m；場(chǎng)地自然地坪27.00m 左右；建筑因設(shè)計(jì)需要，正負(fù)零標(biāo)高29.00m；場(chǎng)區(qū)毗鄰的羅馬湖豐水期水位26.00m；經(jīng)綜合考慮后，勘察報(bào)告提出抗浮設(shè)防水位建議值27.00m。

上述方法只適用于一般工程項(xiàng)目在正常條件下抗浮設(shè)防水位確定，根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)于某些地下水賦存條件復(fù)雜，補(bǔ)給和排泄條件在建筑使用期間可能發(fā)生較大變化，且為重大工程，抗浮設(shè)防水位應(yīng)由建設(shè)單位委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行專門論證后提出。

受南水北調(diào)影響，至2018 年底，平谷區(qū)平均地下水位與2014 年以前相比上升約6.0m，局部地區(qū)地下水位上升幅度超過10.0m；受引黃入京工程影響，2019 年3 月，為改善水系生態(tài)需要，引黃入京工程永定河放水，導(dǎo)致相關(guān)河流影響區(qū)域地下水水位短期內(nèi)大幅上升，很多地區(qū)地下水位上升幅度超過5.0m。若今后在這些地區(qū)建設(shè)重大工程，抗浮設(shè)防水位建議均應(yīng)進(jìn)行專題論證后確定。

5 結(jié)語

1）巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)對(duì)地下水影響進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出抗浮設(shè)防水位建議；

2）設(shè)計(jì)單位應(yīng)根據(jù)勘察資料，針對(duì)工程具體情況，合理確定結(jié)構(gòu)抗浮設(shè)防水位；

3）對(duì)于某些地下水賦存條件復(fù)雜，補(bǔ)給和排泄條件在建筑使用期間可能發(fā)生較大變化，且為重大工程，抗浮設(shè)防水位應(yīng)由建設(shè)單位委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行專門論證后提出。